Inconel 718 of 316 L? Over een poosje kun je de eigenschappen van beide materialen combineren in een werkstuk. Dankzij additive manufacturing. Sirris toonde tijdens de Opendeurdagen van 40 jaar Seco Tools in de Benelux een eerste voorbeeld van zo’n gradient materiaal. Ook Trumpf experimenteert hiermee.
Compromis voor materiaaleigenschappen straks niet meer nodig
Stijn Lambrechts van Sirris bestempelt in zijn lezing bij Seco Tools het tunen van mechanische eigenschappen van materialen als een van de kansrijke toepassingen waar additive manufacturing, oftewel 3D printen, voordelen kan brengen. Eigenlijk is het laagsgewijs opbouwen van een product de enige technologie waar je dit mee kunt doen.
Impeller
Hij toonde een voorbeeld van twee kubische vormen. De basis is gemaakt van roestvaststaal 316 L. Het bovenste deel is Inconel 718. De overgang van de ene naar de andere materiaalsoort kun je zelf bepalen en kan heel geleidelijk verlopen of wat abrupter. “Je kunt elke laag andere eigenschappen geven”, aldus Stijn Lambrechts. Een andere toepassingen waar Sirris dit bij gedaan heeft, is een impeller van een compressor. Het ene deel moet juist een hoge vermoeiingsweerstand hebben, het andere een hoge impactweerstand. In de toekomst kun je als je deze onderdelen gaat 3D printen, mechanische eigenschappen per zone beïnvloeden door andere materialen toe te passen. “Je hoeft dan geen compromis meer te sluiten, wat nu wel moet.” Volgens Lambrechts is aangetoond dat de technologie haalbaar is, maar zal het nog een hele tijd duren voordat het echt zover is dat deze ook industrieel beschikbaar komt.
Trumpf: 3 materialen ineen
Het gradueel veranderen van materiaal in een additive manufacturing werkstuk gebeurt met laser metal deposition, de technologie die tot nog toe vooral wordt gebruikt voor het lasercladden. Onlangs liet Trumpf op het AKL 2014 in Aken ook al een dergelijke toepassing zien. Antonio Candel-Ruiz van de Duitse machinebouwer presenteerde een werkstuk dat bestaat uit een roestvaststalen basis (stainless steel 420), vervolgens Stellite 6 en helemaal op de top bestaat het werkstuk uit Inconel 718. Deze materialen zijn metallurgisch verbonden met elkaar. Samen met het Britse luchtvaartconcern BAE en een Britse universiteit test Trumpf het op laagsgewijs opbouwen van dergelijke werkstukken tot afmetingen van 1 meter. Dat gebeurt in een TruLaser cel 7040 van Trumpf met een 4 kW schijflaser.
